GbP 3-2018 Thomas Münzel

Augen kann man schließen, Ohren nicht

Thomas Münzel über Lärm und Gesundheit

Eines Tages wird der Mensch den Lärm ebenso unerbittlich bekämpfen müssen wie die Pest und die Cholera. Allein schon für seine Prophezeiung hat Robert Koch den Nobelpreis verdient. Man fragt sich nur, auf was sich seine Weitsicht schon damals begründete. Ähnlich erstaunlich ein Bericht in der ZEIT im Jahre 1963, wo der damalige Max Planck Direktor in Dortmund, Gunter Lehmann, folgendes feststellte:

  • Wir wissen schon seit 20 Jahren, dass eine dauernde akustische Belastung zu gesundheitlichen Schäden führen kann.
  • Kinder werden in ihrem Wachstum negativ beeinflusst.
  • Psychische Wirkungen sind davon abhängig, ob der Betroffene das Geräusch als belästigend empfindet oder nicht.
  • Das Leben von Herzkranken und vor allem von Patienten, kann davon abhängen, ob es gelingt, die Rekonvaleszenten vor plötzlich einsetzendem Lärm zu isolieren

Einige dieser z.T. Vermutungen sind auch aktuell Gegenstand von aktuellen Lärmstudien. In einem Bericht der Weltgesundheitsorganisation zum Thema Lärm und Gesundheit nimmt die WHO zur aktuellen globalen Krankheitslast ausgelöst durch Lärm wie folgt Stellung: Nach eher konservativen Schätzungen werden pro Jahr in Westeuropa lärmbedingt 61.000 gesunde Jahre aufgrund von Herzdurchblutungsstörungen, 45.000 gesunde Jahre aufgrund von kognitiven Beeinträchtigungen von Kindern, 903.000 gesunde Jahre aufgrund von Schlafstörungen, 22.000 gesunde Jahre aufgrund von Tinnitus (Hörgeräusche) und 654.000 gesunde Lebensjahren aufgrund von Ärger (Belästigungs)reaktion (Annoyance) verloren, oder anders ausgedrückt: Eine Million gesunde Lebensjahre pro Jahr in Westeuropa gehen wegen Lärms verloren.

Physikalische Grundbegriffe zum Thema Lärm

Als Lärm werden Geräusche bezeichnet, die durch ihre Struktur auf die Umwelt als störend empfunden werden und Gesundheitsschäden auslösen können. Ob Geräusche als Lärm bewusst wahrgenommen werden, hängt besonders von der Bewertung der Schallquelle durch den Hörer ab.
Der Lärm wird mit dem physikalischen Maß Dezibel quantifiziert. Wichtig ist festzuhalten, dass es sich bei der Dezibelskala um eine logarithmische Skala handelt, das bedeutet 3dB(A) bedeutet einer Verdopplung der Schalldruckpegel und eine Abnahme von 3dB(A) eine Halbierung der Schalldruckpegel. Eine Zunahme von 10dB(A) wird als eine Verdopplung der Lautheit empfunden, eine Abnahme von 10dB(A) als eine Halbierung der Lautheit wahrgenommen.

Lärm macht Stress

Akuter und chronischer Lärm löst im Körper Stressreaktionen aus. Chronischer Stress wiederum kann zu einer Reihe von Erkrankungen führen, die im nächsten Schaubild zusammengefasst sind. Demnach kann chronischer Stress viele Organe schädigen und Krankheiten wie Depressionen, Panikattacken und eine gestörten Biorhythmus bewirken, die Schilddrüsenfunktion stören und Bronchitis und Asthma auslösen. Der Magen Darmtrakt kann betroffen sein und die Gefäße, und hier möchte ich mein Hauptaugenmerk auf Erkrankungen wie Bluthochdruck, Herzinfarkt, Schlaganfall und psychische Erkrankungen legen.

Wie schädigt der Lärm das Herzkreislaufsystem?

Prinzipiell muss man direkte und indirekte Wirkungen des Schalls unterscheiden. Bei sehr hohen Schallpegeln führen die direkten Wirkungen zu einer Schädigung des Gehörorgans. Bei niedrigeren Schallpegeln findet man eine Störung von Leistung, Schlaf und Kommunikation und es kommt zu kognitiven und emotionalen Reaktionen und zur Auslösung von Ärger (Annoyance). Chronischer Ärger wiederum führt zu Stressreaktionen die durch eine Aktivierung des autonomen Nervensystems (Sympathikus) und der endokrinen Systeme (z.B. erhöhte Stresshormonspiegel, gesteigerte Katecholamin- und Kortisonspiegel) charakterisiert sind.

Erste Hinweise für eine krankmachende Wirkung von Lärm wurde von Wolfgang Babisch im Jahre 2006 konnte die Frage dann schon klar beantwortet nämlich dass sich die Hinweise, dass Flug- und Straßenlärm krank macht haben sich deutlich verdichtet haben2. Die gesundheitlichen Auswirkungen von Verkehrslärm wurden von Wolfgang Babisch vom Umweltbundesamt in Bezug auf das Herzkreislaufsystem in Deutschland und der Europäischen Union (EU) zusammengefasst. So entstehen allein in Deutschland durch Verkehrslärm pro Jahr bis zu 4.000 Herzinfarkte und 25.000 Herzkrankheiten, eine unglaublich hohe Zahl. EU-weit wird mit ca. 50.000 Toten und 200.000 Herzkreislauferkrankungen gerechnet.

Welcher Lärm sorgt am meisten für eine Belästigungsreaktion: Flug-, Schienen- oder Straßenlärm? 

Hier sind die Untersuchungsergebnisse eindeutig. Wie in Abbildung 3 (S. 18) zusammengefasst, ist die durch Lärm ausgelöste Ärgerreaktion bei gleicher Dezibelstärke bei Fluglärm am stärksten ausgeprägt, gefolgt von Straßen -und Schienenlärm3. Das gleiche gilt für die durch die verschiedenen Lärmquellen ausgelösten Schlafstörungen. Weiterhin ist festzuhalten, dass die Belästigungsreaktionen ausgelöst durch Fluglärm in den letzten Jahren deutlich zugenommen haben und die durch Straßenlärm ausgelösten konstant geblieben sind. Die Ursache für dieses Phänomen ist noch unklar4.

Flug- und Straßenlärm machen mehr Bluthochdruck, koronare Herzerkrankung und Schlaganfall

Die Multiairport HYENA Studie (Flughäfen Amsterdam, Athen, Berlin, London, Mailand und Stockholm) ermittelte, dass schon ein Anstieg des nächtlichen Fluglärmpegels um 10dB(A) im Schallpegelbereich zwischen 30-60dB(A) das Risiko für Bluthochdruck bei Frauen und Männern um rund 14% erhöht5. Ähnliche Ergebnisse wurden RANCH Studie (Road Traffic and Aircraft Noise Exposure and Children’s Cognition and Health) erhoben6. Bei dieser Studie ergab sich ein Zusammenhang zwischen Tag- und Nachtfluglärm und dem Blutdruck bei 9-10-jährigen Kindern, die in der Nähe des Flughafens Schiphol (Amsterdam) und Heathrow (London) lebten6. Verbunden mit dem erhöhten Blutdruck aufgrund von Nachtfluglärm wurde eine erhöhte Konzentration von Stresshormonen (Cortisol; allerdings nur bei Frauen) im Speichel nachgewiesen7. Blutdruckanstiege müssen hierbei nicht an Wachreaktionen gekoppelt sein, d.h. der Blutdruck wird, wenn man überflogen wird, um 6-8 mm Hg ansteigen, ob man wach wird oder nicht.8

Fazit: Die Augen kann man schließen, die Ohren nicht

Mehrere kürzlich publizierte Studien berichten, dass auch durch Straßenlärm der Blutdruck steigt. Eine Analyse, die die wichtigsten Blutdruckstudien zusammenfasst, fand heraus, dass Straßenlärm pro 10dBA Lärmerhöhung die Wahrscheinlichkeit der Entwicklung einer arteriellen Hypertonie mit 17% angab9. Insgesamt wird angenommen, dass bei Lärmwerten von 45-75dBA mit einer Bluthochdruckerhöhung gerechnet werden muss. Gleichzeitig steigt das Risiko für die Entwicklung eines Schlaganfalls, wobei die Betroffenen in der Regel älter als 65 Jahre waren10. Geringer scheinen prinzipiell die Auswirkungen von Flug- und Straßenlärm in Bezug auf die Entwicklung eines Herzinfarktes zu sein. Daten aus der Gutenberg-Gesundheitsstudie in Mainz belegen, dass die Ärgerreaktion aufgrund von Lärm dosisabhängig zu mehr Vorhofflimmern führt und dass dieser Effekt besonders bei Nachtfluglärm ausgeprägt ist11. Interessanterweise hat die Einführung des Nachtfluglärmverbotes am Frankfurter Flughafen zu mehr und nicht zu weniger Ärgerreaktionen geführt. Weiterhin konnten wir zeigen, dass die Wahrscheinlichkeit, Depression oder Angststörungen zu bekommen, deutlich zunimmt, je mehr man sich ärgert11.

Was sind die genauen Ursachen für die entstehenden Gefäßschäden?

In diesem Bereich hat insbesondere die Lärmwirkungsforschung durch die Universitätsmedizin Mainz große Fortschritte erbracht. Zwei kürzlich veröffentlichte Studien des Zentrums für Kardiologie der Universitätsmedizin in Mainz belegen, dass simulierter Nachtfluglärm auch bei gesunden Menschen zu Gefäßfunktionsstörungen, erhöhtem Stresshormonspiegel und zu einer verminderten Schlafqualität mit drastischen Auswirkungen auf das Herz-Kreislaufsystem führen12. Die Gefäßschäden sind hierbei ausgeprägter, wenn bereits eine koronare Herzerkrankung besteht13. Es bestand hierbei keine Korrelation zwischen der Ärgerreaktionen und der Verschlechterung der Gefäßfunktion; das bedeutet, dass man unabhängig davon ob, man sich über den Lärm ärgert oder nicht, mit einer Verschlechterung der Gefäßfunktion rechnen muss13. Die verschlechterte Gefäßfunktion konnte durch die Einmalgabe von Vitamin C wieder korrigiert werden12. Das bedeutet, dass – ähnlich wie schon bei den Herzkreislaufrisikofaktoren Rauchen, hohes Cholesterin, hoher Blutdruck und Diabetes mellitus – die Bildung freier Radikaler zum Gefäßschaden beiträgt. Tierexperimentelle Untersuchungen konnten mittlerweile die molekularen Mechanismen der Lärm-induzierten Gefäßfunktionsstörung identifizieren. Simulierter Fluglärm führte hierbei im Tiermodell innerhalb von vier Tagen zu einem deutlichen Anstieg der Stresshormonspiegel, zu einem erhöhten Blutdruck und zu einem Gefäßschaden, der in erster Linie auf eine vermehrte Bildung freier Radikaler zurückzuführen war14. Weitere Untersuchungen ergaben, dass man innerhalb von vier Tagen auch mit Gehirnschäden rechnen muss, da das Enzym neuronale NO Synthase, ein Enzym das für die Bereiche Gedächtnis und Lernen verantwortlich ist, deutlich herunterreguliert und auch dysfunktionell wird15. Interessanterweise kann man Fluglärm-bedingte Schäden an Gefäßen, Herz und Gehirn nahezu komplett ausschalten, wenn man das Enzym NADPH Oxidase, eine wichtiges Radikal bildendes Enzym in Fresszellen (Makrophagen) ausschaltet15.

Eine weitere herausragende Erkenntnis ist, dass insbesondere Nachtfluglärm zu Gefäß- und Gehirnschäden führt, während am Tag applizierter Fluglärm nahezu keine negativen Auswirkungen hatte15. Diese Befunde passen zu Ergebnissen aus der Schlafforschung, dass in erster Linie zu kurzer Schlaf (kleiner 6h) bzw. häufig fragmentierter Schlaf zu mehr Herzkreislauferkrankungen führt. Dies wiederum bedeutet, dass die Nachtflugruhe unbedingt eingehalten werden muss und zwar nach dem gesetzlich definierten Zeitraum von 22 Uhr bis 6 Uhr morgens.

Ausblick

Lärm ist ein neuer, wichtiger Herzkreislaufrisikofaktor. Interessanterweise sind die Mechanismen, die zu Gefäßschäden durch Luftverschmutzung führen, durchaus mit denen vergleichbar, die durch Luftverschmutzung ausgelöst werden. Das bedeutet, dass man insbesondere, wenn starker Lärm mit einer starken Luftverschmutzung kombiniert ist, mit additiv negativen Effekten auf die Gefäßfunktion und damit auch mit zukünftigen Herzkreislaufereignissen rechnen muss. Das Cholesterin und den Blutzucker können wir Ärzte senken, mit dem Rauchen können die Patienten aufhören, den Blutdruck können wir gut einstellen, der Lärm ist jedoch der einzige Herzkreislaufrisikofaktor, den nur die Politik entscheidend beeinflussen kann.

Prof. Dr. Thomas Münzel, Zentrum für Kardiologie, Johannes Gutenberg Universität, Mainz,

Literatur

  1. Babisch W.: “Stress hormones in the research on cardiovascular effects of noise”, Noise Health 2003; 5 (18): 1-11
  2. Babisch W.: “Transportation noise and cardiovascular risk: updated review and synthesis of epidemiological studies indicate that the evidence has increased”, Noise Health 2006; 8 (30): 1-29
  3. Munzel T, Gori T, Babisch W, Basner M.. „Cardiovascular effects of environmental noise exposure”, Eur Heart J 2014; 35 (13): 829-36
  4. Babisch W, Houthuijs D, Pershagen G, Cadum E, Katsouyanni K, Velonakis M, Dudley ML, Marohn HD, Swart W, Breugelmans O, Bluhm G, Selander J, Vigna-Taglianti F, Pisani S, Haralabidis A, Dimakopoulou K, Zachos I, Jarup L, Consortium H.: “Annoyance due to aircraft noise has increased over the years--results of the HYENA study”, Environ Int 2009; 35 (8): 1169-76
  5. Jarup L, Dudley ML, Babisch W, Houthuijs D, Swart W, Pershagen G, Bluhm G, Katsouyanni K, Velonakis M, Cadum E, Vigna-Taglianti F.: “Hypertension and Exposure to Noise near Airports (HYENA): study design and noise exposure assessment”, Environ Health Perspect 2005; 113 (11): 1473-8
  6. van Kempen E, van Kamp I, Fischer P, Davies H, Houthuijs D, Stellato R, Clark C, Stansfeld S.: “Noise exposure and children's blood pressure and heart rate: the RANCH project”, Occup Environ Med 2006; 63 (9): 632-9
  7. Selander J, Bluhm G, Theorell T, Pershagen G, Babisch W, Seiffert I, Houthuijs D, Breugelmans O, Vigna-Taglianti F, Antoniotti MC, Velonakis E, Davou E, Dudley ML, Jarup L, Consortium H.: “Saliva cortisol and exposure to aircraft noise in six European countries”, Environ Health Perspect 2009; 117 (11): 1713-7
  8. Haralabidis AS, Dimakopoulou K, Velonaki V, Barbaglia G, Mussin M, Giampaolo M, Selander J, Pershagen G, Dudley ML, Babisch W, Swart W, Katsouyanni K, Jarup L, Consortium H.: “Can exposure to noise affect the 24 h blood pressure profile? Results from the HYENA study”, J Epidemiol Community Health 2011; 65 (6): 535-41
  9. van Kempen E, Babisch W.: ”The quantitative relationship between road traffic noise and hypertension: a meta-analysis”, J Hypertens 2012; 30 (6): 1075-86
  10. Sorensen M, Hvidberg M, Andersen ZJ, Nordsborg RB, Lillelund KG, Jakobsen J, Tjonneland A, Overvad K, Raaschou-Nielsen O.: “Road traffic noise and stroke: a prospective cohort study”, Eur Heart J 2011; 32 (6): 737-44
  11. Hahad O, Beutel M, Gori T, Schulz A, Blettner M, Pfeiffer N, Rostock T, Lackner K, Sorensen M, Prochaska JH, Wild PS, Munzel T.: “Annoyance to different noise sources is associated with atrial fibrillation in the Gutenberg Health Study”, Int J Cardiol 2018; 264: 79-84
  12. Schmidt FP, Basner M, Kroger G, Weck S, Schnorbus B, Muttray A, Sariyar M, Binder H, Gori T, Warnholtz A, Munzel T.: “Effect of night time aircraft noise exposure on endothelial function and stress hormone release in healthy adults”, Eur Heart J 2013; 34 (45): 3508-14a
  13. Schmidt F, Kolle K, Kreuder K, Schnorbus B, Wild P, Hechtner M, Binder H, Gori T, Munzel T.: “Night time aircraft noise impairs endothelial function and increases blood pressure in patients with or at high risk for coronary artery disease”, Clin Res Cardiol 2015; 104 (1): 23-30
  14. Munzel T, Daiber A, Steven S, Tran LP, Ullmann E, Kossmann S, Schmidt FP, Oelze M, Xia N, Li H, Pinto A, Wild P, Pies K, Schmidt ER, Rapp S, Kroller-Schon S.: “Effects of noise on vascular function, oxidative stress, and inflammation: mechanistic insight from studies in mice”, Eur Heart J 2017; 38 (37): 2838-2849
  15. Kroller-Schon S, Daiber A, Steven S, Oelze M, Frenis K, Kalinovic S, Heimann A, Schmidt FP, Pinto A, Kvandova M, Vujacic-Mirski K, Filippou K, Dudek M, Bosmann M, Klein M, Bopp T, Hahad O, Wild PS, Frauenknecht K, Methner A, Schmidt ER, Rapp S, Mollnau H, Munzel T.: “Crucial role for Nox2 and sleep deprivation in aircraft noise-induced vascular and cerebral oxidative stress, inflammation, and gene regulation”, Eur Heart J 2018; doi: 10.1093/eurheartj/ehy333

(aus: Gesundheit braucht Politik. Zeitschrift für eine soziale Medizin, Schwerpunkt: Umwelt und Gesundheit, 3/2018)


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